碳-環(huán)氧編織復(fù)合材料層合板拉脫特性研究.pdf

1、機(jī)械連接作為復(fù)合材料結(jié)構(gòu)最重要的連接方式，其強(qiáng)度問(wèn)題對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)尤為重要。拉脫破壞是由于層合板受到來(lái)自螺栓沿板厚度方向的載荷過(guò)大而發(fā)生的一種破壞模式，其破壞機(jī)理復(fù)雜。研究復(fù)合材料層合板的拉脫阻抗性能，對(duì)復(fù)合材料設(shè)計(jì)分析具有重要的研究意義。
　　本文針對(duì)含沉頭孔的編織復(fù)合材料層合板的拉脫特性，開展了兩方面的研究：通過(guò)拉脫試驗(yàn)，研究了編織復(fù)合材料層合板的拉脫強(qiáng)度以及溫濕度條件和厚度的影響；通過(guò)ABAQUS有限元軟件的數(shù)值模擬，研究了層壓

2、板的拉脫損傷過(guò)程以及夾具的約束范圍和螺栓頭直徑的影響。
　　試驗(yàn)研究表明：拉脫破壞過(guò)程分為兩個(gè)階段：第一階段載荷與位移呈線性增長(zhǎng)至層合板發(fā)生初始破壞，此時(shí)對(duì)應(yīng)的載荷為失效載荷；第二階段載荷與位移呈非線性，緩慢增長(zhǎng)，直至層合板發(fā)生最終破壞。失效載荷決定層合板的拉脫強(qiáng)度；溫濕度條件對(duì)層合板拉脫強(qiáng)度有明顯的影響，與常溫干態(tài)條件下相比，高溫濕熱條件（82℃，85％）下復(fù)合材料基體吸濕軟化，承載力下降，層合板更早發(fā)生初始破壞，且失效載荷降低

3、38.12%；低溫干態(tài)條件（-55℃，干態(tài)）下基體偏脆性，層合板只發(fā)生一次低溫脆性破壞，即失效載荷為最大破壞載荷，且失效載荷提高34.53%；失效載荷隨層合板厚度的增加而增大，試件最大破壞面會(huì)沿著厚度方向由層合板的上層位置向下層位置移動(dòng)。
　　數(shù)值模擬研究表明：層合板的基體失效要先于纖維失效，當(dāng)纖維發(fā)生失效后載荷急劇下降，表明層合板的拉脫強(qiáng)度由纖維控制；基體失效主要發(fā)生在90度、0度和45度鋪層，纖維失效主要發(fā)生在90度鋪層、0度